WO2018232429A1

WO2018232429A1 - Ausfahrbarer propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen propellern

Info

Publication number: WO2018232429A1
Application number: PCT/AT2018/000056
Authority: WO
Inventors: Werner Holzer
Original assignee: Werner Holzer
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2018-12-27
Also published as: AT520145A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Propellerschutzrahmen, in dessen Innerem mindestens ein elektrisch angetriebener Propeller (12) integriert ist, dessen Schutzeinrichtung (9,10,16) die Propeller soweit umgibt, dass die Gefahr der Verletzung von Lebewesen und/oder der Beschädigung von Gegenständen - sowie der Propeller selbst - auf ein tolerierbares Maß reduziert wird und der mit Einrichtungen (18,19) versehen ist, die es gestatten, ihn mit einem externen Objekt ausfahrbar zu verbinden (18) sowie seine Lage in Relation zu diesem Objekt in mindestens einer Position zu fixieren (19). Weiters betrifft die Erfindung die Verwendung solcher Propellerschutzrahmen, insbesondere in Verbindung mit Objekten, die durch die von ihnen für den Antrieb der Propeller zur Verfügung gestellte Energie und Steuerung Flugtauglichkeit erlangen.

Description

_

Ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Propellerschutzrahmen, in dessen Innerem mindestens ein elektrisch angetriebener Propeller integriert ist und der über mindestens eine ausfahrbare Verbindung mit einem anderen Objekt

verbunden werden kann, sowie dessen Verwendung,

insbesondere, aber nicht ausschließlich, in der

bemannten und unbemannten Luftfahrt.

Stand der Technik

In den letzten Jahren verzeichnete sich eine immer stärker werdende Entwicklung im Bereich der unbemannten Luftfahrzeuge (Unmanned Aerial Vehicles, kurz UAVs oder auch Drohnen) , wobei diese Entwicklung sowohl im

militärischen Bereich, im kommerziellen Bereich (z.B. für professionelle bodennahe Luftaufnahmen oder für den Transport kleiner Lasten) als auch im Freizeitbereich (z.B. als Spielzeug) stattfand.

Der Antrieb solcher UAVs erfolgt derzeit fast

ausschließlich durch Propeller, die durch ihre Rotation den für die Flugfähigkeit erforderlichen Auftrieb erzeugen .

Für Lebewesen und Gegenstände, welche sich in

unmittelbarer Nähe der Propeller befinden, birgt diese Propellerrotation allerdings stets die Gefahr von

Verletzungen bzw. Beschädigungen in sich. Im Bereich der unbemannten Luftfahrt ist diese von den Propellern ausgehende Gefahr bis zu einem gewissen Grad tolerierbar (die UAVs sind entweder relativ klein und leicht und bergen daher auch nur ein geringes

Verletzungs- bzw. Beschädigungspotential, oder sie werden zu Zwecken betrieben bei denen die Verletzungsbzw. Beschädigungsgefahr generell eine untergeordnete Rolle spielt) , im Bereich der sich in den letzten

Jahren aber ebenfalls sehr stark entwickelnden

Persönlichen Luftfahrzeuge (Personal Air Vehicles, kurz PAVs) kann diese Gefahr jedoch ein erhebliches Problem für die Akzeptanz solcher PAVs darstellen.

Zudem besteht sowohl bei PAVs als auch bei UAVs - vor allem durch herumfliegende Lebewesen (z.B. Vögel) - die Gefahr von Beschädigungen der Propeller und damit eines eventuellen Propellerausfalls, der im schlimmsten Fall zu einem Absturz des Luftfahrzeuges führen kann. Dies ist ein weiterer Umstand, welcher der Akzeptanz solcher Luftfahrzeuge entgegenwirken kann.

Für einen sicheren Betrieb von PAVs wäre daher eine die Propeller sowohl radial als auch axial umgebende

Schutzeinrichtung vorteilhaft. Diese ist allerdings aus verschiedenen Gründen - wie z.B. der dadurch erhöhten Masse und der damit einhergehenden notwendigen erhöhten Antriebsleistung - derzeit weltweit bei keinem

angebotenen oder sich bekanntermaßen in Entwicklung befindlichen PAV ausreichend vorhanden (siehe z.B.

WO2016124004 oder AU2012283923 sowie alle noch im weiteren Verlauf näher angegebenen Referenzen) . Als mögliche Lösung gegen die Verletzungsgefahr können die Propeller an einer für Menschen schlecht

erreichbaren Stelle am PAV angebracht werden z.B. weit oben (siehe z.B. WO2013070061 oder WO2013124300 ) . Dies verringert jedoch nicht die Gefahr durch herumfliegende Lebewesen und/oder Gegenstände und resultiert zudem im weiteren Nachteil von dadurch erforderlichen größeren Abmessungen der PAVs .

Dieser Nachteil wird durch das vorherrschende Bestreben die Antriebsleistung möglichst gering zu halten auch noch weiter gefördert, da durch dieses Bestreben im Gegenzug der LuftStrömungsquerschnitt vergrößert werden muss - um die gleiche Masse heben zu können ist dies rein physikalisch erforderlich - und damit auch die Gesamtpropellerfläche (diese kann sich durchaus auf eine größere Anzahl von kleinen Propellern verteilen, siehe z.B. DE102015207445) , oder es müssen Tragflächen angebracht werden, die für zusätzlichen Auftrieb sorgen, da auf Grund der zu transportierenden Masse (mindestens eine Person) entsprechend großer Auftrieb benötigt wird, damit PAVs auch tatsächlich fliegen können .

PAVs mit den genannten Lösungsansätzen sind dadurch aktuell immer in mindestens einer Raumdimension

wesentlich größer als persönliche Landfahrzeuge, wie z.B. Automobile. Durch diese Größe sind PAVs aber mit der bisher vorhandenen Verkehrsinfrastruktur für

Landfahrzeuge (z.B. Straßenbreiten, Parkplatzgrößen und Garageneinfahrtshöhen) nicht, oder nur sehr schlecht, verträglich . Da persönliche Landfahrzeuge bereits weltweit über eine sehr hohe Akzeptanz verfügen und auch entsprechend gut ausgebaute Infrastruktur für sie vorhanden ist, könnte die Akzeptanz von PAVs vermutlich relativ leicht weiter gesteigert werden, wenn diese Infrastruktur

mitverwendet werden könnte. Dies insbesondere weil PAVs zumindest irgendwo abheben und landen können sollten, sie sollten irgendwo abgestellt werden können und irgendwo sollte auch die im Betrieb verbrauchte Energie wieder zugeführt werden können.

Auch zum Größenproblem der PAVs gibt es verschiedene Lösungsansätze, wie z.B. die Möglichkeit der Faltung der Propeller (siehe z.B. WO2013070061) und/oder der Tragflächen (siehe z.B. WO2016057004 oder

W02012012752 ) . Diese Lösungsversuche könnten der

Akzeptanz von PAVs aber sogar noch weiter

entgegenwirken, da genau die faltbaren Elemente die für die Flugfähigkeit essenziellen Elemente sind und man diese nicht durch einen Faltmechanismus geschwächt und/oder verkompliziert sehen möchte.

Aufgabe der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile von

propellergetriebenen Luftfahrzeugen bezüglich der mit ihren Propellern in Zusammenhang stehenden Gefahr von Verletzungen und Beschädigungen technisch zu beseitigen und dabei gleichzeitig die Möglichkeit zu schaffen, Luftfahrzeuge von Baugrößen realisieren zu können, die mit der bereits vorhandenen Infrastruktur für

Landfahrzeuge verträglich sind.

Insgesamt soll dadurch die Akzeptanz von

propellergetriebenen Luftfahrzeugen, insbesondere von propellergetriebenen persönlichen Luftfahrzeugen (PAVs) erhöht werden.

Im Sinne von Nachhaltigkeit soll die Erfindung zudem so gestaltet sein, dass sie von zukünftigen Entwicklungen auf dem Gebiet der Energiebereitstellung möglichst unabhängig ist.

Dies wird erreicht, indem die in der dargelegten

Erfindung beinhalteten Propeller elektrisch angetrieben werden und die Erfindung daher mit praktisch jedem Primärenergieträger (z.B. fossile Brennstoffe,

Wasserstoff, Sonnenenergie oder Akku/Batterien)

gegebenenfalls unter Einbeziehung eines geeigneten Energiewandlers (z.B. Verbrennungsmotor mit Generator, Brennstoffzelle oder Solarzelle) verwendet werden kann. Beschreibung der Erfindung

Vorbemerkungen

Bevor auf die nähere Beschreibung der beanspruchten Erfindung eingegangen wird sei festgehalten, dass alle erforderlichen Komponenten stets so stabil ausgeführt sein sollen, dass dadurch der erfindungsgemäße Zweck sowohl der betreffenden Komponente selbst, als auch deren Zusammenwirken mit anderen erforderlichen

Komponenten, gewährleistet werden kann.

Weiters soll noch erwähnt sein, dass mit einem externen Objekt jegliche Sache gemeint sei, die nicht die

beanspruchte Erfindung ist.

Zudem sei festgehalten, dass der Begriff ausfahrbar stets die Vollführbarkeit einer translatorischen

Bewegung bezeichne.

Die hier dargelegte Erfindung eines ausfahrbaren

Propellerschutzrahmens mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern ist prinzipiell in zahlreichen technischen Varianten realisierbar. Dies hat seinen Grund in Faktoren wie z.B. der gewünschten

Propellerleistung, der zu erzielenden Baugröße, dem gewünschten Gewicht und dem gewünschten Schutzbedarf des Propellerschutzrahmens. Weiters wird die konkrete Formgebung zumindest durch strömungstechnische

Optimierung beeinflusst und auch Erfordernisse an z.B. Vibrationsdämmung und Geräuschemission können

Änderungen im konkreten Aufbau der Erfindung erfordern. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen sei daher insbesondere erwähnt, dass, in vollumfänglicher

Erfüllung des Charakters der beanspruchten Erfindung,

• in einem ausfahrbaren Propellerschutzrahmen auch

mehrere elektrisch angetriebene Propeller integriert sein können, wobei diese

o axial versetzt auf der selben Propellerdrehachse und/oder radial versetzt auf verschiedenen Propellerdrehachsen angeordnet sein können. o verschiedene Form und/oder Größe haben können

(z.B. Durchmesser, Breite, Propellersteigung), sowie jeweils eine verschiedene Anzahl an Propellerblättern .

o unabhängig voneinander drehbar sein können,

insbesondere also auch verschieden schnell und/oder in verschiedene Richtungen (z.B. zum Ausgleich des Rotationsmoments), auch wenn sie sich auf der selben Welle befinden.

• als einreihig mit Propellerblättern bestückt

dargestellte Rotoren auch mehrreihig bestückt sein können, wobei Anzahl und Form der Propellerblätter je nach Propellerblattreihe verschieden sein kann (z.B. zur Realisierung einer Verdichtung).

• als Wälzlager dargestellte Lager auch als andere

Lagerarten ausgeführt sein können, wie z.B.

Gleitlager oder Magnetlager.

• als mit Eisenkern dargestellte Komponenten mit

elektromagnetischer Wirkung auch kernlos ausgeführt sein können. • mit radial wirkender Magnetrichtung dargestellte Komponenten auch mit anderen Magnetrichtungen ausgeführt sein können, wie z.B. axial.

Dies berücksichtigend wird in der folgenden näheren Erläuterung, in der ebenfalls auf nachfolgende Figuren Bezug genommen wird, beispielhaft und vereinfacht daher nur auf eine einzige konkrete Realisierungsvariante eingegangen .

Dabei sei auch erwähnt, dass durch die vereinfachte Darstellung diverse Komponenten, die real aus mehreren physischen Einzelteilen aufgebaut sein können,

ebenfalls als Einzelkomponenten dargestellt sein können, sofern diese Einzelteile dauerhaft (d.h. eine Trennung ist nicht alleine von Hand möglich)

miteinander zu der dargestellten Einzelkomponente verbunden sind und durch diese vereinfachte Darstellung der Erfindungsaufbau dennoch hinreichend dargelegt wird .

Zudem sei noch erwähnt, dass zwecks Übersichtlichkeit außerdem auf die Darstellung von Dichtungen jeglicher Art verzichtet wurde.

Insgesamt sei also festgehalten, dass die Beschreibung und die Figuren den Charakter der Erfindung zwar wiedergeben, diesen dabei aber weder einengen, noch geben sie ihn abschließend wieder.

Kurzbeschreibung der Figuren

Es zeigt Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines in einen

Propellerschutzrahmen integrierbaren, elektrisch angetriebenen Propellers

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines ausfahrbaren

Propellerschutzrahmens mit einem - zusammengebaut dargestellten - integrierten elektrisch angetriebenen Propeller

Fig. 3 einen Zusammenbau eines ausfahrbaren

Propellerschutzrahmens mit einem integrierten elektrisch angetriebenen Propeller, inklusive einer Explosionsdarstellung einer möglichen ausfahrbaren Anbringung an einem externen Objekt

Fig. 4 einen Zusammenbau eines ausfahrbaren

Propellerschutzrahmens mit einem integrierten elektrisch angetriebenen Propeller, inklusive einer möglichen ausfahrbaren Anbringung an einem externen Objekt, welches die für den Antrieb erforderliche Energie und Steuerung bereitstellt

Fig. 5.1 bis Fig. 5.3 jeweils verschiedene Zustände

eines Landfahrzeuges (Automobil) , das durch Verwendung ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern zusätzlich zu einem Persönlichen Luftfahrzeug wird. Es zeigt dabei

Fig. 5.1 das flugfähige Landfahrzeug im

fahrbereiten und/oder fahrenden Zustand Fig. 5.2 das flugfähige Landfahrzeug im

flugbereiten Zustand Fig. 5.3 das flugfähige Landfahrzeug im fliegenden Zustand

Fig. 6.1 bis Fig. 6.2 jeweils verschiedene Zustände

eines Landfahrzeuges (Transporter) , das durch Verwendung ausfahrbarer und schwenkbarer

Propellerschutzrahmen mit integrierten

elektrisch angetriebenen Propellern zusätzlich zu einem Persönlichen Luftfahrzeug wird. Es zeigt dabei

Fig. 6.1 das flugfähige Landfahrzeug im

fahrbereiten und/oder fahrenden Zustand

Fig. 6.2 das flugfähige Landfahrzeug im

flugbereiten und/oder fliegenden Zustand

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines in einen Propellerschutzrahmen integrierbaren, elektrisch angetriebenen Propellers.

Dieser Propeller besteht aus Lagern 1, welche auf einer Welle 2 aufgebracht sind. Zwischen den Lagern 1

befindet sich der Stator, bestehend aus einer Anzahl an Komponenten mit elektromagnetischer Wirkung 3 und einer Halteeinrichtung 4, mittels derer diese Komponenten auf der Welle 2 angebracht werden.

Weiters besteht der Propeller aus einem aus einer

Anzahl an Rotorblättern bestehenden Rotor 5 und einer Anzahl von in diesem Rotor angebrachten

Permanentmagneten 6. Der Rotor 5 wird mittels Schrauben 7 zwischen den Lagerschalen 8 fixiert, wobei diese Lagerschalen gleichzeitig auch auf den drehbaren _

Außenringen der Lager 1 sitzen. Der Rotor 5 ist dadurch gegenüber der Welle 2 radial drehbar und gleichzeitig befinden sich die Permanentmagneten 6 und die

Komponenten mit elektromagnetischer Wirkung 3 axial in deckungsgleicher Lage.

Bei geeignet gesteuerter Zuführung von elektrischer Energie (z.B. nach dem Prinzip eines sogenannten

Bürstenlosen Gleichstrommotors) , kann somit eine

Drehung des Rotors 5 gegenüber der Welle 2 - also der Antrieb des Propellers - erfolgen.

Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung eines

ausfahrbaren Propellerschutzrahmens mit einem - zusammengebaut dargestellten - integrierten elektrisch angetriebenen Propeller.

Dieser ausfahrbare Propellerschutzrahmen besteht aus einer Umrahmung 9 und Verstrebungsteilen 10, in denen sich Naben 11 befinden, in denen der in Figur 1

dargestellte - hier nun aber im zusammengebauten

Zustand gezeigte - elektrisch angetriebene Propeller 12 mittels Wellenmuttern 13 befestigt wird und dadurch die axiale Lage des Rotors 5 gegenüber der Welle 2 derart festgelegt wird, dass er sich axial in deckungsgleicher Lage zur Umrahmung 9 befindet. Mittels Schrauben 14 und 15 werden die Verstrebungsteile 10 an der Umrahmung 9 befestigt, wodurch schließlich die Lage des Rotors 5 derart festgelegt wird, dass er sich im Zentrum der Umrahmung 9 befindet, von dieser radial umgeben ist und dort ungehindert rotieren kann.

Weiters besteht der Propellerschutzrahmen aus - dem jeweiligen Schutzbedarf angepassten - axial in Strömungsrichtung der integrierten elektrisch angetriebenen Propeller 12 liegenden

Schutzeinrichtungen 16 - hier als Gitter dargestellt. Diese werden an den Verstrebungsteilen 10 mittels

Schrauben 17 befestigt.

Außerdem besteht der Propellerschutzrahmen aus einer translatorischen Aus fahreinrichtung 18 - hier als einfache Führungsschiene für einen Ausfahrmechanismus dargestellt - und aus einer Fixiereinrichtung 19 - hier als einfache Augen für eine Bolzenverbindung

dargestellt - mittels derer die Lage des

Propellerschutzrahmens gegenüber einem externen Objekt fixiert werden kann.

Figur 3 zeigt einen Zusammenbau eines ausfahrbaren Propellerschutzrahmens mit einem integrierten

elektrisch angetriebenen Propeller, wobei jener bereits in Figur 2 beschriebene Propellerschutzrahmen 20 mit jenem bereits in Figur 1 beschriebenem elektrisch angetriebenem Propeller 12 dargestellt wird.

Weiters zeigt diese Figur eine Explosionsdarstellung einer möglichen ausfahrbaren Anbringung des

Propellerschutzrahmens 20 an einem externen Objekt 21, inklusive einer möglichen Variante zur Fixierung seiner Position gegenüber diesem externen Objekt.

Die in dieser Figur dargestellte ausfahrbare Anbringung des Propellerschutzrahmens 20 an einem externen Objekt

21 erfolgt mittels in die translatorischen

Ausfahreinrichtungen 18 eingeschobener Führungsschienen

22 und 23. Dabei werden die Führungsschienen 23 mittels Schrauben 24 am externen Objekt 21 fixiert und die Führungsschienen 22 sowohl über die Führungsschienen 23, als auch in die translatorische

Ausfahreinrichtungen 18 geschoben. In den

Führungsschienen 22 befinden sich zudem noch mit

Schrauben 28 befestigte Umlenkrollen 27 auf denen Seile 33 verschiebbar angebracht sind. Diese Seile werden mit Seilnippel 38 in je einer geeigneten Nut in den

translatorischen Aus fahreinrichtungen 18 und in den Führungsschienen 23 befestigt. Ebenfalls mit dem

externen Objekt 21 verbunden sind Stellmotoren 34 mit Zahnrädern 35, die die Führungsschienen 22 mittels der sich auf ihnen befindlichen Verzahnung verschieben können. Diese Verschiebung überträgt sich durch die beschriebene Seilmechanik mit doppeltem Verschiebeweg auf den Propellerschutzrahmen 20, wodurch ein

vollständiges Ausfahren des Propellerschutzrahmens 20 aus dem externen Objekt 21 möglich ist, obwohl die Maximalabmessung der Ausfahrmechanik dennoch kleiner sein kann als die Maximalabmessung des

Propellerschutzrahmens 20.

Abgesehen von der hier dargestellten, sehr einfachen Variante einer ausfahrbaren Anbringung sind noch

zahlreiche andere Varianten möglich. Diese können auch z.B. einen Scherenmechanismus beinhalten.

Die in dieser Figur ebenfalls dargestellte Fixierung der Lage des Propellerschutzrahmens 20 gegenüber einem externen Objekt 21 erfolgt mittels in die

Fixiereinrichtungen 19 einrastender Bolzen 25. Diese Fixierbolzen 25 befinden sich in geeigneten

Ausnehmungen im externen Objekt 21, wobei die Federn 26 gewährleisten, dass die Fixierbolzen 25 in ihrem eingerasteten Zustand verbleiben und so den

Propellerschutzrahmen in seiner Position gegenüber dem externen Objekt 21 fixiert halten. Die Fixierbolzen 25 können mittels an ihnen angebrachter Hebel 29 manuell gegen die Federn 26 zusammengedrückt werden, wodurch die Fixierbolzen 25 aus den Fixiereinrichtungen 19 gleiten und ein Einfahren des Propellerschutzrahmens 20 aus der fixierten Position möglich ist.

Abgesehen von der hier dargestellten sehr einfachen Variante zur Fixierung sind auch aufwändigere

Mechanismen möglich,, insbesondere auch solche, die zusätzliche Steuerungseinrichtungen erfordern (z.B. im Falle der Verwendung von elektromechanischen

Aktuatoren, wie z.B. elektrisch betätigten Bolzen) - sowie bei Bedarf auch Sensoren.

Sowohl Ausfahr- als auch Fixiereinrichtungen können, abweichend von der hier gezeigten Schraubverbindung, mit dem externen Objekt auch auf andere Arten verbunden werden, wie z.B. durch Schweißen oder Nieten.

Figur 4 zeigt einen Zusammenbau eines ausfahrbaren Propellerschutzrahmens mit einem integrierten

elektrisch angetriebenen Propeller, wobei jener bereits in Figur 2 beschriebene Propellerschutzrahmen 20 mit jenem bereits in Figur 1 beschriebenen elektrisch angetriebenen Propeller 12 dargestellt wird, inklusive des Zusammenbaus der bereits in Figur 3 beschriebenen ausfahrbaren Anbringung des Propellerschutzrahmens 20 an einem externen Objekt 21, sowie der ebenfalls in Figur 3 beschriebenen Einrichtung zur Fixierung seiner Position gegenüber diesem externen Objekt 21 (sichtbar sind hier nur die Hebel 29) . Der Propellerschutzrahmen 20 wird hier allerdings im nicht fixierten Zustand dargestellt, d.h. die Fixierbolzen 25 sind nicht in den Fixiereinrichtungen 19 eingerastet, wodurch der

Propellerschutzrahmen 20 durch den Stellmotor 34 frei auf den Führungsschienen 22 und 23 verschoben werden kann .

Weiters zeigt diese Figur schematisch eine sich im externen Objekt 21 befindliche und für den

Propellerantrieb erforderliche Energiequelle 30, eine erforderliche PropellerSteuerung 31, sowie eine - in Form eines Kabels dargestellte - mögliche elektrische Anbindung 32 dieser Systeme an den im

Propellerschutzrahmen 20 integrierten elektrisch

angetriebenen Propeller 12.

Die tatsächliche Ausgestaltung der Energiequelle 31 hängt von zahlreichen Faktoren ab, wie z.B. der

erforderlichen Leistung und dem maximalen Gewicht des Gesamtsystems. Möglich sind hier aber prinzipiell alle technisch verfügbaren Arten der Energiebereitstellung, insbesondere mittels Akku/Batterie und/oder

Kondensatoren, sowie durch Energieumwandlung sowohl aus Wasserstoff mittels Brennstoffzelle, als auch aus chemischen Kraftstoffen (Wasserstoff, Benzin, u.dgl.) mittels Verbrennungskraftmaschine und Generator. Zudem können sich in Hohlräumen des Propellerschutzrahmens 20 ebenfalls kleinere Energieträger befinden, wie z.B.

Kondensatoren, wodurch der Antrieb des elektrisch angetriebenen Propellers 12 auch ohne externe Energiequelle 30 erfolgen kann, wenn auch nur für relativ kurze Dauer. Im Falle der Verwendung der beanspruchten Erfindung als Antrieb eines PAV oder eines ÜAV vorteilhafterweise aber dennoch ausreichend für z.B. eine Notlandung.

Die elektrische Anbindung 32 läuft vom externen Objekt 21 über eine geeigneten Stelle in den

Propellerschutzrahmen 20, verläuft dort über die

Verstrebungsteile 10 und durch die Nabe 11 weiter zu den Lagern 1, an denen sie innerhalb des Innenrings durch geeignete Ausnehmungen in der Welle 2 verläuft und schließlich im Stator in den Komponenten mit elektromagnetischer Wirkung 3 mündet.

Abgesehen von der hier dargestellten sehr einfachen Variante zur elektrischen Anbindung sind noch

zahlreiche andere Varianten möglich. Diese können auch aufwändigere Kabelführungen beinhalten, insbesondere auch solche, die durch die translatorischen

Aus fahreinrichtungen 18 verlaufen.

Die Figuren 5.1 bis 5.3 zeigen jeweils verschiedene Zustände eines Landfahrzeuges (Automobil) , das durch Verwendung ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern zusätzlich zu einem Persönlichen Luftfahrzeug wird. Die Figur 5.1 zeigt das flugfähige Landfahrzeug im fahrbereiten und/oder fahrenden Zustand, wobei die Räder 39 vorteilhafterweise ebenfalls elektrisch angetrieben sein könnten (z.B. mittels

Radnabenmotoren) . Insbesondere sind die mittels translatorischer Ausfahreinrichtungen 18 in geeigneten Fahrzeugbodenhohlräumen verbundenen

Propellerschutzrahmen 20 in diesen

Fahrzeugbodenhohlräumen eingefahren. Analoges gilt für die Propellerschutzrahmen 36, welche sich an den

Fahrzeugenden befinden und gegenüber den

Propellerschutzrahmen 20 an den Fahrzeugseiten in ihrer Größe vorteilhafterweise angepasst sind. Im

eingefahrenen Zustand kann so erreicht werden, dass sowohl Gesamtlänge, als auch Gesamtbreite des

flugfähigen Landfahrzeuges mit der bereits vorhandenen Landfahrzeuginfrastruktur verträglich ist. In dieser Figur nicht dargestellt sind Abdeckungen der

Fahrzeugbodenhohlräume, mittels derer die

Propellerschutzrahmen 20 und 36 im eingefahrenen

Zustand, insbesondere wenn sich das Fahrzeug am Boden bewegt, besser vor Umwelteinflüssen geschützt werden könnten .

Die Figur 5.2 zeigt das flugfähige Landfahrzeug im flugbereiten Zustand. Insbesondere sind die mittels translatorischer Ausfahreinrichtungen 18 in den

Fahrzeugbodenhohlräumen verbundenen

Propellerschutzrahmen 20 ausgefahren und mittels der Fixiereinrichtungen 19 (hier nicht sichtbar) in ihrer Lage gegenüber dem flugfähigen Landfahrzeug fixiert (z.B. mittels elektromechanisch betätigter Bolzen).

Analoges gilt auch für die größeren

Propellerschutzrahmen 36.

Die Figur 5.3 zeigt das flugfähige Landfahrzeug im fliegenden Zustand. Dieser Zustand unterscheidet sich von jenem aus Figur 5.2 insofern, dass die zum Antrieb benötigte - tendenziell relativ schwere - Energiequelle 30 (hier als mehrere getrennte Energiequellen

dargestellt) mittels eines Mechanismus gegenüber den Propellerschutzrahmen 20 und 36 abgesenkt wurde und sich der Schwerpunkt des Gesamtsystems somit in einer für die Flugstabilität vorteilhafteren Lage befindet

(unter der Propellerebene) . Dieser Mechanismus ist beispielhaft als Scherenmechanismus 37 dargestellt, der bei ausgefahrenen Propellerschutzrahmen 36 die

Energiequelle 30 durch den zwischen den zwei

Führungsschienenpaaren 22 und 23 entstehenden Freiraum

(siehe dazu auch Figur 4) hindurch bewegen kann.

Die Figuren 6.1 bis 6.2 zeigen jeweils verschiedene Zustände eines Landfahrzeuges (Transporter) , das durch Verwendung ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern, sowie durch Verwendung von schwenkbaren Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern - in Patentschrift WH-Pl-I-2017 vom selben Erfinder wie der vorliegenden Patentschrift dargelegt und am

15.6.2018 ebenfalls international zum Patent

eingereicht - zusätzlich zu einem Persönlichen

Luftfahrzeug wird.

Die Figur 6.1 zeigt das flugfähige Landfahrzeug im fahrbereiten und/oder fahrenden Zustand, wobei die Räder 39 vorteilhafterweise ebenfalls elektrisch

angetrieben sein könnten (z.B. mittels

Radnabenmotoren) . Insbesondere sind die mittels

translatorischer Ausfahreinrichtungen 18 in geeigneten Fahrzeugdachhohlräumen oberhalb der Fahrerkabine verbundenen Propellerschutzrahmen 20 in diesen Fahrzeugdachhohlräumen eingefahren. Analoges gilt für die Propellerschutzrahmen 36, welche sich über den Fahrzeugladeflächentüren befinden und - gegenüber den Propellerschutzrahmen 20 - in ihrer Größe

vorteilhafterweise angepasst sind. Weiters befinden sich an geeigneten Stellen des Fahrzeuges - das sind im Wesentlichen jene (annähernd) vertikalen Flächen an denen sich keine Türen und/oder Fenster befinden - die in Patentschrift WH-Pl-I-2017 dargelegten schwenkbaren Propellerschutzrahmen 40. Sie sind in dieser Figur nach unten geschwenkt - d.h. die Propellerdrehachsen liegen im Wesentlichen waagrecht. Im eingefahrenen bzw.

eingeschwenkten Zustand kann so erreicht werden, dass sowohl Gesamtlänge als auch Gesamtbreite des

Fahrzeugdachhohlräume, mittels derer die

Propellerschutzrahmen 20 und 36 im eingefahrenen

Zustand besser vor Umwelteinflüssen geschützt werden könnten .

Die Figur 6.2 zeigt das flugfähige Landfahrzeug im flugbereiten und/oder fliegenden Zustand. Insbesondere sind die mittels translatorischer Ausfahreinrichtungen 18 in den Fahrzeugdachhohlräumen verbundenen

Propellerschutzrahmen 20 ausgefahren und mittels der Fixiereinrichtungen 19 (hier nicht sichtbar) in ihrer Lage gegenüber dem flugfähigen Landfahrzeug fixiert (z.B. mittels elektromechanisch betätigter Bolzen). Analoges gilt auch für die größeren

Propellerschutzrahmen 36. Die schwenkbaren

Propellerschutzrahmen 40 sind in dieser Figur nach oben geschwenkt - d.h. die Propellerdrehachsen liegen im Wesentlichen waagrecht.

Schlussbemerkungen

Die konkrete Ausgestaltung der mittels ausfahrbaren Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern realisierbaren Vehikel richtet sich nach verschiedenen Kriterien, wie z.B. nach dem konkreten Einsatzzweck. Dementsprechend sind

prinzipiell noch zahlreiche anders ausgestaltete

Vehikel möglich. Insbesondere könnten diese möglichen Vehikel mit zusätzlich angebrachten Tragflächen (starr, aber auch einfahrbar, einklappbar, o.dgl.) ausgestattet sein, sowie mit Ausgestaltungen, die eine Nutzung der Vehikel nicht nur in der Luft und an Land erlauben sondern auch auf Wasser. Dies z.B. durch Schwimmkörper, die zusätzlich oder auch statt Rädern angebracht werden könnten .

Bezugszeichenl

1. Lager

2. Welle

3. Komponente mit elektromagnetischer Wirkung

4. Halteeinrichtung

5. Rotor

6. Permanentmagnet

7. Schraube

8. Lagerschale

9. Umrahmung

10. Verstrebungsteil

11. Nabe

12. elektrisch angetriebener Propeller

13. Wellenmutter

14. Schraube

15. Schraube

16. Schutzeinrichtung

17. Schraube

18. translatorisehe Aus fahreinrichtung

19. Fixiereinrichtung

20. Propellerschutzrahmen

21. externes Objekt

22. Führungsschiene

23. Führungsschiene

24. Schraube

25. Fixierbolzen

26. Feder

27. Umlenkrolle

28. Schraube

29. Hebel 30. Energiequelle

31. Propellersteuerung

32. elektrische Anbindung

33. Seil

34. Stellmotor

35. Zahnrad

36. Propellerschutzrahmen

37. Scherenmechanismus

38. Seilnippel

39. Rad

40. schwenkbarer Propellerschutzrahmen

Claims

Patentansprüche

1. Ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit

integrierten elektrisch angetriebenen Propellern, bestehend aus

a. mindestens einem Propeller (12), jeweils wiederum mindestens bestehend aus mindestens

i. einem Lager (1)

ii. einem Rotor (5) bestehend aus einer Anzahl an Rotorblättern und einer Anzahl an

Permanentmagneten (6)

iii. einem Stator bestehend aus mindestens einer

Komponente mit elektromagnetischer Wirkung (3) b. einem Propellerschutzrahmen (20), wiederum

mindestens bestehend aus mindestens

i. einer Umrahmung (9), die alle im

Propellerschutzrahmen integrierten elektrisch angetriebenen Propeller (12) radial umgibt ii. einer Nabe (11), die die Propellerlagerungen aufnimmt und mit den restlichen Teilen des Propellerschutzrahmens direkt und/oder indirekt verbunden ist

dadurch gekennzeichnet, dass er mittels mindestens einer translatorischen Ausfahreinrichtung (18) mit einem externen Objekt verbunden werden kann, seine Lage mittels mindestens einer Fixiereinrichtung (19)

gegenüber diesem externen Objekt fixiert werden kann und mindestens eine, dem jeweiligen Schutzbedarf

angepasste, Schutzeinrichtung (16), axial in allen

Strömungsquerschnitten der integrierten elektrisch angetriebenen Propeller (12) vorhanden ist.

2. Ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit

integrierten elektrisch angetriebenen Propellern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Erzeugung der Antriebskraft der Propeller (12)

erforderliche elektrische Energie mittels einer

elektrischen Anbindung (32) von einem externen Objekt zuführbar ist.

3. Ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit

integrierten elektrisch angetriebenen Propellern nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation der Propeller (12) über eine

elektrische Anbindung (32) von einem externen Objekt steuerbar ist.

4. Ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit

integrierten elektrisch angetriebenen Propellern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch elektromagnetische Wirkung zwischen

mindestens einem Permanentmagneten (6) eines Rotors (5) und mindestens einer Komponente mit elektromagnetischer Wirkung (3) eines Stators die Rotation mindestens eines Propellers (12) verursacht wird.

5. Ausfahrbarer Propellerschutzrahmen mit

integrierten elektrisch angetriebenen Propellern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten mechanisch bzw. elektrisch derart dimensioniert sind, dass die von den Propellern (12) maximal erzeugbare Schubkraft größer ist als die auf den ausfahrbaren Propellerschutzrahmen (20) inklusive integrierten elektrisch angetriebenen Propellern (12) wirkende Erdanziehungskraft, sich der ausfahrbare

Propellerschutzrahmen (20) mit inkludierten elektrisch angetriebenen Propellern (12) also mittels seiner selbst erzeugten Schubkraft vollständig vom Untergrund heben kann.

6. Verwendung des ausfahrbaren Propellerschutzrahmens mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, dass der Propellerschutzrahmen (20) mittels mindestens einer translatorischen

Ausfahreinrichtung (18) ausfahrbar mit einem externen Objekt verbunden ist.

7. Verwendung des ausfahrbaren Propellerschutzrahmens mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass das mit dem Propellerschutzrahmen (20) verbundene externe Objekt eine für die

Flugfähigkeit dieses Objektes - inklusive der mit ihm verbundenen Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern - ausreichende Menge an Antriebsenergie zur Verfügung stellt.

8. Verwendung des ausfahrbaren Propellerschutzrahmens mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

Flugfähigkeit dieses Objektes - inklusive der mit ihm verbundenen Propellerschutzrahmen mit integrierten elektrisch angetriebenen Propellern erforderliche Steuerung zur Verfügung stellt.